森林防火监测预警云平台建设技术解析

宋希明，高海俊，董强强

（1.乌兰察布市野生动植物和湿地保护管理站 内蒙古，乌兰察布 012000；2.乌兰察布市集宁区森林草原防扑火大队 内蒙古，乌兰察布 012000；3.乌兰察布市禁牧工作办公室 内蒙古，乌兰察布 012000）

森林火灾具有很强的突发性和破坏性，火灾处理难度比较大。在森林中不断蔓延和扩展林火势，将会引发严重的经济损失和人员伤亡等问题，还会严重污染生态环境。本文分析了森林防火监测预警云平台建设技术，综合利用物联网和移动互联网以及云计算等技术，提升森林防火监测预警工作的智能化水平。

1 森林防火监测预警云平台建设的必要性

发展森林资源，可以改善我国的生态环境。持续增加森林资源，也持续增加了林区可燃物载量，如果发生火灾，将会造成严重的灾害。我国近些年快速发展森林旅游，因此林区人员数量不断增加，因为野外火源管理难度比较大，不断增加火灾隐患，也因此增加了森林防火监测预警监测的难度，很容易发生重大的森林火灾[1]，我国森林防火监测预警工作不够完善，防火设备设施和监测预警方法不够先进，因为火灾发生率比较高，将会引发较大的经济损失，严重流失我国的森林资源，导致生态环境被破坏，同时突出了我国森林防火预警预报手段少和无人区护林巡查不便等工作的问题。在当前森林防火工作中，要注意在火灾初始阶段及时防治和控制火情，可以提高火灾补救指挥工作的准确性，有效减少森林火灾损失，进一步提高林草部门的工作能力，高效扑救森林火灾[2]。

通过林火监测工作可以及时发现森林火灾，并且综合利用热红外成像探测技术和高清可见光视频技术等，不间断的探测报警森林火情。因此利用物联网等高新技术，建立森林防火监测预警云平台，可以智能化的监控火灾，这也是火灾防火工作的未来发展方向。

2 森林防火监测预警云平台总体设计

2.1 架构设计

2.1.1 数据访问层 数据访问层负责记录历史防火数据和环境监测数据等，通过数据访问层向服务层提供各种数据，利用高效数据存储系统高效的访问数据。

2.1.2 平台服务层 平台服务层主要是提供数据服务，可以高效处理有关森林防火的数据，在数据访问之后进行数据分析，同时可以生成报表和图件。利用web端和移动端搭建平台，这一平台具有共享式开发模式，可以快速搭建应用层业务系统[3]。

2.1.3 平台服务层负责连接应用层和数据访问层，高效处理和传递数据 服务层可以转化业务为服务，封装功能接口之后，应用层可以使用这些服务。系统平台对外接口为服务接口，利用OGC服务访问空间数据。利用分布式部署方式，利用分布式服务调度器分布式调动所有的服务，保障数据访问的高效性。

2.1.4 应用层 利用平台服务层可以提供数据服务和功能服务等，同时可以建立应用框架，快速搭建森林防火监测预警云平台各端应用系统。

2.2 设计大数据平台

基础设施层涉及到广泛的内容，例如计算资源和网络互连等。数据存储和管理层涉及到文件系统和数据库等。针对数据分析和可视化计算处理层，可以查询分析森林数据，还可以实现图计算等。根据森林数据的表结构和关系函数，快速的统计分析森林数据和预警事件流以及火险火情，根据森林防火预警数据，分析更加复杂的数据结构。利用可视化技术可以展示森林防火预警分析结果。利用交互式可视化技术，可以分析新线索，实现迭代分析工作，在这一工作过程中可以融入自动化因素。

2.3 设计云平台部署

云平台部署主要包括一般部署和私有云部署以及公有云环境部署，云平台利用利用安全认证方式和防火墙，优化系统安全性。利用原始机房部署方式，利用机房服务器连接网络，连接PC端和移动端以及服务器通讯。在云端部署阶段，在云端放置服务器，通过互联网连接PC端和移动端以及云服务器，减少维护、管理工作的资源投入量。

2.4 设计存储架构

在森林防火监测预警云平台中利用分布式存储架构，发挥出伸缩性功能，同时可以拓展平台性能和容量。云平台分布式存储架构主要包括数据服务器和元数据服务器以及客户端。利用客户端发送工作请求，同时可以存储各类数据局。元数据服务器可以接收管理工作请求，这也是系统核心。利用数据服务器存放各类数据，可以保障数据完整性。

3 功能设计和功能实现

森林防火监测预警云平台的基础为计算机基础，存储和管理森林资源数据和防火信息，可以快速的采集和校检森林数据，转换森林防火资料为数字化信息资源，为森林防火监控工作提供精确性的数据，联通各级部门森林防火信息，建立森林防火监测预警云平台，为工作决策提供准确的信息，保障森林防火监测预警效果。

利用森林防火监测预警云平台，利用Java语言开发web端程序，在Windows操作系统开发过程中利用Android studio开发工具。利用云平台可以提供云端服务，服务建设独立的客户端基础设施，保障开发环境的稳定性。利用B/S架构可以在服务器中集中核心部分，系统开发和维护工作因此被简化。在指挥中心安装浏览器之后，即可利用IP地质访问监控信息，针对不同地区分配不同的账号权限，不同权限的账号登录之后，监控页面呈现出不同的预警信息。上级单位利用这一平台可以查看监控预警信息，下级单位也可以利用权限账号查询预警信息。利用一个平台综合不同权限的账号，因此建立森林防火监测预警云平台。

根据区域划分云平台的用户，自治区（省级）用户权限为最高级，可以利用平台查看全自治区（省）的森林防火监控预警情况，而盟市级用户只能看到直辖区域的火灾监控预警信息。旗县级用户属于一线单位，获取的信息更少一些。

为了满足森林防火需求，利用自治区（省级）用户监控系统可以全面监控视频和气象以及火情等，利用预警系统可以明确预警次数和具体位置天气级别等。利用统计系统功能，可以统计火情实际情况和森林面积等，利用资源系统可以实现防火物资管理和预案管理以及系统管理等。

在森林区域安装气象监测站和可燃因子采集站等设备，可以全面分析林区的气象情况和可燃因子参数等数据，并且向平台上传数据，利用大数据分析技术，明确哪些区域很容易发生火灾，准确提出预警。此外通过监测风速和风向以及温湿度等数据，明确火灾蔓延趋势。

4 结束语

本文分析了森林防火监测预警云平台建设技术，提高森林防火监测工作的透明度，辅助各级部门落实森林防火工作，有效落实防火工作措施，使林草部门的社会影响力因此提高。